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Flujo de masa y cálculos

VPInstruments Los caudalímetros miden el caudal másico (indicado con una "n" como en mn/seg o S como en SCFM). El caudal másico le permite medir con nuestros equipos en diferentes diámetros de tubería, con diferentes rangos de caudal, presión o temperatura. La potencia del compresor también se indica en caudal másico, lo que facilita su trabajo. Puede comparar los resultados de los caudalímetros deVPInstruments' directamente con la salida de su compresor. Sin embargo, hay que tener en cuenta algunas cosas. En este artículo aprenderá más sobre el principio del caudal másico, a qué hay que prestar atención y cómo calcular con caudal másico.

¿Tiene alguna pregunta sobre nuestros caudalímetros? Estaremos encantados de ayudarle.

Definición de flujo de masa

El caudal másico es la masa de sustancia que pasa por una superficie determinada por unidad de tiempo. Su unidad es la masa dividida por el tiempo. Esto significa kilogramo por segundo en unidades del SI, y babosa por segundo o libra por segundo en unidades usuales de Estados Unidos. El caudal másico puede calcularse a partir de la densidad de la sustancia, el área de la sección transversal a través de la cual fluye la sustancia y su velocidad en relación con el área de interés:
= ρ * v * A donde: = caudal másico
ρ = densidad
v = velocidad
A = área de flujo

Relación masa y volumen en la ley de los gases ideales

La relación entre la masa, el volumen, la temperatura y la presión de los gases se describe mediante la ley de los gases ideales:

P * V =n * R * T

  • P = Presión estática
  • V = Volumen
  • n = Masa molar, la cantidad de sustancia
  • R = Constante de los gases ideales
  • T = Temperatura absoluta

Mostrando la ley de los gases ideales en un formato diferente, muestra directamente la relación entre volumen, temperatura y presión, ya que n y R son constantes.

(P * V) / T = n * R

En un recipiente cerrado, cuando la presión se duplica, el volumen se divide por dos a la misma temperatura. Como puede verse en la figura de la izquierda, el volumen cambia con la presión. El número de moléculas sigue siendo el mismo, por lo que la masa sigue siendo la misma.

Convertir el caudal másico en caudal volumétrico y condiciones de referencia

La gente del sector está acostumbrada a los flujos en volumen. Un flowmeter de masas puede proporcionar fácilmente flujos en volumen. ¿Cómo? Aquí es donde son importantes las condiciones de referencia, que permiten comparar diferentes conjuntos de datos.

Las condiciones de referencia definen la masa de un gas, a una temperatura y presión fijas. Una condición de referencia europea se proporciona a 0°C y 1,013 bar, lo que se denomina condición de referencia normal. La condición de referencia normal se marca con una "n" como subíndice en la unidad, por ejemplo mn/seg,m3n/h.

La condición de referencia normal no es la única norma en la industria. Por ejemplo, la condición de referencia estándar europea se proporciona a 20°C y 1,013 bar. La condición de referencia estándar se muestra con una "s" como subíndice en la unidad, como ls/min.

Tenga en cuenta que la condición de referencia estándar americana es igual a la referencia normal europea. Esto se marca como s como primera letra en la unidad, como SCFM. Así, las condiciones de referencia son 20°C y 1,013 bar.

Las condiciones de referencia son vitales a la hora de comparar resultados. Si no se tienen en cuenta, se pueden obtener resultados que se desvían fácilmente en un porcentaje, como muestra el siguiente ejemplo:

¿Cómo se calcula con las condiciones de referencia?

Para pasar de otras condiciones comunes a las normales, se necesita la siguiente fórmula, en la que la temperatura está en Kelvin y la presión en mbar.

Por ejemplo, para pasar de FAD a normal:

Por lo tanto, la diferencia entre el FAD y las condiciones normales es del 8,7%. Como el aire comprimido es caro, hay que asegurarse de que el resultado de la medición es preciso.

Ventajas de las mediciones de flujo másico

Como se ha mostrado en este artículo, las mediciones de caudal másico presentan ventajas significativas cuando se mide aire o gas comprimido. Para analizar correctamente los resultados de las mediciones es importante comparar manzanas con manzanas. Por lo tanto, compruebe siempre la unidad de medida, si está midiendo el caudal volumétrico o el caudal másico. Y al comparar las mediciones de caudal másico, asegúrese de comprobar las condiciones de referencia.

VPFlowScope y flujo másico

Los caudalímetros VPFlowScope están calibrados en metros normales por segundo (mn/seg). Un metro normal por segundo es un metro por segundo en las mismas condiciones de referencia que un metro cúbico normal. Esto le permite utilizar el VPFlowScope en varios diámetros de tuberías. El VPFlowScope sólo necesita conocer el diámetro interior del tubo para calcular el caudal másico.